Charpente et couverture - Parc naturel régional du Vexin français

Charpente et couverture
Guide pratique du patrimoine bâti du Vexin français
Les paysages du Vexin français sont
fortement marqués par ces longs pans
de toiture couverts de tuiles. En très
grande majorité à deux versants, ces
importantes surfaces, la plupart du
temps opaques, montrent une certaine
homogénéité. Cependant, des époques
de construction se sont succédées
avec leurs propres techniques et matériaux de construction. Cette lisibilité
historique peut encore être perceptible
par une analyse et une lecture de son
habitation. Cette réflexion permettra
d’adapter ses travaux et ainsi garantir
le maintien de l’identité architecturale
du Vexin français.
Connaître
Les différents types de charpente
La charpente est un assemblage plus ou moins complexe de pièces de bois destiné à supporter une couverture
dont le rôle est de garantir la mise hors d’eau de la maison. Majoritairement, les bois employés étaient des bois
durs, souvent du chêne ou du châtaignier, ou plus rarement de l’orme ou du peuplier.
Très souvent, les portées* entre les murs pignons étant trop importantes, l’usage de structures triangulées appelées
« ferme* » était nécessaire. Ces structures permettaient la stabilité des ouvrages face aux charges du vent, de la neige
ou de la couverture.
L’évolution des besoins d’usage des combles et l’évolution des portées et des types de couverture se sont traduites par une
adaptation de la structure des charpentes et surtout des fermes.
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La charpente à fermes multiples
Sur de petites portées uniquement, ce système, n’utilisant que
des chevrons, permettait l’usage de bois de sections plus réduites, mais en nombre important et assurait un grand volume
de stockage.
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La charpente à entrait
Elle réduit les volumes potentiellement utilisables pour le stockage au profit de portées
plus importantes. Des éléments de bois
comme les pannes, l’arbalétrier, le poinçon
et les contrefiches font leur apparition.
La charpente à entrait retroussé
Type le plus représenté aujourd’hui dans le Vexin
français, elle dégage du volume de stockage.
Les fermes à entrait retroussé sont des assemblages, à
tenons* et mortaises* chevillés, de pannes, d’arbalétriers et d’aisseliers avec des entraits et poinçons.
Les types de couvertures
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Le chaume
Il était utilisé dans le Vexin français jusqu’au Second
Empire. Les fortes pentes (de 45° à 60°) de ces couvertures permettaient d’assurer une bonne étanchéité.
Des exemples de passage d’une couverture de chaume
à la tuile, nécessitant une pente de toit moins importante, sont encore visibles sur certains pignons.
La tuile plate
C’est un matériau apparu au XIe siècle. La grande variété de teintes est
due à la grande diversité des argiles utilisées, aux inégalités de cuisson et
à la patine du temps. La pose à double recouvrement assure l’étanchéité
et entraîne un usage de 60 à 80 tuiles au m². Ce type de tuile se pose
sur des pentes de toits de 38 à 45°. Des pentes plus faibles jusqu’à 31°
sont possibles sous certaines conditions de mise en œuvre. Des lattes de
châtaignier ou de chêne supportaient les tuiles.
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Les tuiles mécaniques
losangées à emboîtement
Ces tuiles, dites de Beauvais, de couleur
rouge sang, sont reconnaissables au losange
au centre de la tuile. Apparues au XIXe siècle
avec l’industrialisation, ces tuiles sont plus
grandes ; moins d’éléments sont donc nécessaires. Elles s’accommodent de pente plus
faible de toiture. Les charpentes ont donc
évolué avec ce matériau et présentent des
sections plus modestes.
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L’ardoise naturelle et le zinc
On retrouve ces matériaux essentiellement en couverture de châteaux,
demeures bourgeoises ou autre édifice
remarquable. Ils restent minoritaires
dans leur emploi.
Les systèmes constructifs
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La cheminée
Réalisée en maçonnerie de brique ou, plus rarement, en pierre de
taille ou de moellons enduits au plâtre, elle fait partie des couvertures
et est à préserver. Sa position au faîtage des toitures permettait d’éviter tout incendie et problème d’enfumage des combles. Un décor de
brique ornait souvent la souche pour lui donner du relief.
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De forme concave,
les solins créent
une harmonieuse
liaison entre
les ouvrages
de couverture
et de maçonnerie.
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Trois rangées de tuiles maçonnées au
sommet du mur ou sur la corniche
permettaient, d’une part de protéger
la panne sablière, et d’autre part rejetaient l’eau le plus loin de la façade,
les gouttières n’existant pas encore.
La rive
La liaison du toit et du mur pignon se fait par une rive
très sobre. Les tuiles et les pièces de bois en contact direct
avec le pignon sont protégées de la pluie par une ruellée au
plâtre et non par des tuiles de rive. Cet élément très peu
en saillie accentue encore le caractère très compact et la
grande lisibilité des volumes en excluant toute profondeur.
Les épaisses crêtes
de coq, qui lient
les faîtières, décorent
les faîtages
d’un couronnement
sobre et régulier.
Le faîtage
Les tuiles faîtières protègent le sommet du toit.
Elles sont scellées par un mortier de chaux et
plâtre. Traditionnellement, une crête et une
embarrure étaient formées avec ce mortier
pour assurer la liaison et l’étanchéité. Peu à
peu, un recouvrement mécanique a supplanté
ces éléments.
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Lucarne
à la capucine
avec linteau
légèrement cintré.
L’égout
Lucarne à la capucine
engagée dans le mur
de façade.
Les lucarnes
Elles étaient utilisées avec parcimonie pour éclairer, ventiler et permettre l’accès
au toit. La lucarne en « bâtière » et la lucarne « à la capucine », engagée ou non
dans le mur de façade, cohabitent avec des lucarnes en pierres de taille plus
ouvragées et plus rares. Les nouveaux usages des combles entraînent de nouveaux percements qui doivent se faire dans le respect de l’existant.
Diagnostiquer
Connaître les différentes pathologies qui touchent la charpente ou la couverture
permettra de mieux préparer votre intervention ou celle d’un professionnel.
Il s’agit de points importants non exhaustifs à considérer. Ces indications
ne peuvent cependant suppléer un diagnostic précis réalisé par un professionnel
(architecte, ingénieur ou technicien spécialisé).
La charpente
N
ATTENTIO SITÉ
BIODIVER
Vous pouvez prendre en compte
la biodiversité dans votre projet.
Reportez-vous à la fiche
« Biodiversité et patrimoine ».
Les déformations de toitures peuvent être les résultantes :
− d’un défaut d’exécution et/ou de conception, ou de sous-dimensionnement des différentes pièces ;
− du remplacement d’une couverture par des tuiles non adaptées à la charpente (tuiles
plates en remplacement de tuiles mécaniques notamment) ;
− du fluage* naturel des pièces vieillissantes soumises aux charges ;
− de la dégradation des différentes pièces, notamment des liaisons, par des champignons
en milieu humide et chaud ou par des insectes xylophages.
La rupture des points d’assemblage peut entraîner rapidement la destruction partielle
ou complète du toit. Dans ce cas, les charges se répartissent sur les éléments voisins,
qui peuvent ensuite rompre en raison de leur sous-dimensionnement par rapport à ces
nouvelles forces.
Chaque essence de bois possède ses propres caractéristiques et usages correspondants.
Lorsqu’un bois est adapté à l’usage pour lequel on veut l’employer et qu’il est protégé
de l’humidité, aucun traitement n’est nécessaire. Il sera alors naturellement durable. Par
contre, l’arrivée d’humidité est très vite dommageable.
La couverture
Les tuiles sont soumises à des contraintes climatiques très importantes, avec des variations de
température et de degrés d’humidité très grandes.
Elles peuvent alors devenir poreuses, se fissurer et
devenir très sensibles au gel.
L’eau s’infiltre alors dans les combles entraînant
un pourrissement rapide des structures bois.
Les rives et le faîtage
Les mortiers de scellement, soumis aux intempéries,
se dégradent, se fissurent et laissent pénétrer l’eau.
Les chevrons et pannes en contact de l’eau peuvent
alors se dégrader rapidement. Un entretien régulier
de ces mortiers peut prévenir ces désordres.
Après vos premières observations, contactez un charpentier couvreur,
spécialisé dans les interventions sur bâti ancien. Celui-ci pourra
alors compléter votre diagnostic et cibler les interventions à réaliser.
Référez-vous également à la fiche « Démarches et aides » pour savoir
comment développer votre projet, d’autant plus que vos travaux
sont peut-être soumis à autorisation préalable.
Maintenez les scellements de mortier de plâtre ou de
mélange de plâtre et chaux. Évitez cependant les scellements trop épais, en saillie, qui vont changer la perception de la maison. Maintenez la sobriété de la maison,
la simplicité du volume sans saillie et sur-épaisseur. De
même, les tuiles et planches de rives sur un bâti ancien risquent d’apporter une certaine lourdeur et trop
d’épaisseur à ces éléments.
La charpente
Avant d’intervenir, il faut impérativement connaître l’origine des pathologies qui touchent la
structure (attaque de champignons ou d’insectes notamment) et résoudre ces désordres.
Le remplacement des pièces dégradées peut alors se faire partiellement par purge de la partie
endommagée ou intégralement par le remplacement à l’identique. Veillez à maintenir les formes, sections et volumes originels. Une charpente est une structure en réseau où les éléments
interagissent entre eux. Une modification de la charpente et donc de son comportement face
aux charges doit être impérativement exécutée par un professionnel qui se sera assuré, par
calcul des sections, de la parfaite répartition des charges.
La couverture
La charpente est dimensionnée pour un certain type de tuile. Le
remplacement des tuiles ne doit pas accroître les charges auxquelles est soumise la charpente. Une couverture en tuile plate pèse
près de 100 kg/m² contre 45 kg/m² pour une tuile mécanique
losangée dite de Beauvais. Si la charpente le permet, un remplacement à l’identique permet de conserver autant cet équilibre
structurel que la qualité architecturale et historique de la maison.
La mise en œuvre de tuiles plates ne doit pas être automatique.
Ce principe n’est fondé par aucune vérité architecturale ou historique. Un entretien régulier (démoussage, entretien des gouttières
ou vérification visuelle des tuiles) peut prévenir de nombreux et
coûteux désordres. Enfin, pensez à conserver vos cheminées, elles
vous seront toujours d’utilité un jour.
Les lucarnes et châssis de toit
L’implantation de nouveaux éléments dans
une toiture est un réel projet d’architecture.
Il s’agit d’évaluer vos besoins en lumière et de
les confronter à l’intérêt patrimonial de votre
maison et son environnement proche. Inspirez-vous des rythmes verticaux engendrés
par les percements existants, calez les nouvelles ouvertures sur ces trames, maintenez
la symétrie si elle existe…
E
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I
A
S
S
O
L
G
• Ferme : structure triangulée formée d’un
assemblage de pièces de bois assurant une
stabilité de la charpente face aux charges du
vent, de la neige ou de la couverture.
• Fluage : phénomène de déformation d’un
matériau qui subit des contraintes de façon
continue.
• Mortaise : entaille faite dans une pièce de
bois pour recevoir le tenon d’une autre pièce.
• Portée : se dit d’une poutre par exemple.
Longueur libre de la poutre entre deux appuis.
• Tenon : saillie d’une pièce de bois
destinée à entrer exactement dans la
cavité, la mortaise, d’une autre pièce.
Cette fiche a été réalisée en partenariat
avec l’Agence d’Urbanisme et de Développement
de la Seine Aval. Merci aux CAUE du Val d’Oise,
des Yvelines, aux Services Départementaux
de l’Architecture et du Patrimoine du Val d’Oise
et des Yvelines, à l’Association de Sauvegarde
de la Vallée du Sausseron et aux Amis du Vexin
pour leur contribution.
Crédits photos : Parc naturel du Vexin français, S. Perera-Alizari Images / Illustrations : crescend’O, d’après les dessins fournis
Imprimé avec des encres végétales conformes à la législation européenne 94/62 EC sur les emballages et leurs déchets, support papier 100 % recyclé labellisé FSC • Impression • Imprimerie Lamazière, certifiée FSC et Imprim’Vert
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Rives et faîtages